DE3504074A1 - Sicherheitseinrichtung fuer ein elektromotorisch angetriebenes werkzeug - Google Patents
Sicherheitseinrichtung fuer ein elektromotorisch angetriebenes werkzeugInfo
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Description
C. & E. FEIN GmbH & Co.
Stuttgart
TXPU 236
Sicherheitseinrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Werkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Werkzeug,
insbesondere Handwerkzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derzeit bekannte Elektrowerkzeuge werden über einen Hauptschalter ein- und ausgeschaltet* Die Regelung des
Motors erfolgt über eine Regelelektronik, die ihre Ist-Werte z. B. von einem Tachogenerator erhält. Bei Ausfall
der Regelelektronik kann es vorkommen, daß die Drehzahl des Motors in unzulässigem Maße ansteigt. Dies bedeutet,
daß z. B. bei Winkelschleifern die Drehzahl so hoch werden kann, daß es zum Bersten der Schleifscheibe kommt.
Deshalb wurde die Forderung aufgestellt, daß bei Ausfall der Regelelektronik der Motor abgeschaltet wird.
Eine Lösung hierfür bietet der Fliehkraftschalter, wie er
bereits in der DE-PS 638 928 beschrieben ist. Diese Art
der drehzahlabhängigen Abschaltung des Motors ist jedoch durch die mechanischen Teile sehr aufwendig und somit
sehr kostspielig. Auch ist diese Anordnung sehr anfällig gegen Verschmutzung, das wirkt sich z. B. auf die Funktionsgenauigkeit
aus.
Es wurde deshalb nach einer Möglichkeit gesucht, eine drehzahlabhängige Motorabschaltung zu schaffen, die mit
geringem Aufwand realisiert werden kann, preiswert ist und deren eingestellter Abschaltwert über die gesamte
Lebensdauer des Geräts gleich bleibt.
Di© gefundene Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zum Motor ein Relais angeordnet ist, das auf die stromzufuhr des Motors über einen Relaiskontakt einwirkt. Das
Relais wird über einen Tachogenerator und eine daran anschließende
Sicherheitsschaltung angesteuert. Die Sicherheitsschaltung
besteht aus einem Resonanzschwingkreis für den Tachogenerator, einem Gleichrichter, einem Schwellwertschalter»
einem Zündverstärker und einem Leistungsteil. Der aus dem Leistungsteil kortmende Impuls erregt das Relais, das dann
einerseits in Selbsthaltung gebracht wird und andererseits die Stromzufuhr für den Motor unterbricht. Die
Selbsthaltung des Relais hält so lange an, bis der Hauptschalter unterbrochen wird.
Eine weitere vorteilhafte Lösung ergibt sich dadurch, daß man die Sicherheitsschaltung in Reihe zum Hauptschalter
anordnet. Dabei wird das Relais über den Hauptschalter aktiviert und somit die Stromversorgung für den
Motor ermöglicht. Ist der eingestellte Maximalwert für die Drehzahl erreicht, leitet in diesem Fall ein Thyristor,
der parallel zum Relais angeordnet ist, den Strom am Relais vorbei, so daß das Relais abfällt und die Stromversorgung
für den Motor, trotz eingeschaltetem Hauptschalter, unterbrochen ist.
Beschrieben wird die Sicherheitseinrichtung anhand von Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Sicherheitseinrichtung;
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Variante nach Fig. 1;
Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild nach Fig. 3.
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Sicherheitseinrichtung dargestellt. Der Tachogenerator
1 liefert ein analoges Signal zur tatsächlichen Dreh-
zahl des Motors 10. Dieses Signal wird über den Resonanzschwingkreis
2 und den Wandler 3 in ein Gleichstromsignal umgewandelt und. trifft auf einen Schwellwertschalter 4. Ist der durch den Schwellwertschalter 4 vorgewählte
Wert überschritten, erhält das Leistungsteil 5 ein Signal über den Zündverstärker 11. Das Leistungsteil
5, hier beispielsweise ein Triac, sperrt dann nicht mehr
den Durchgang zu dem in Reihe liegenden Relais 7, so daß das Relais 7 anziehen und die Stromzufuhr zum Motor 10,
über den Relaiskontakt 8a, unterbrechen kann. Damit der
Motor 10 beim Unterschreiten der eingestellten Drehzahl nicht wieder anläuft, wird beim Anziehen des Relais 7
nicht nur der Relaiskontakt 8a, sondern auch der Relaiskontakt 8b betätigt. Mit dem Relaiskontakt 8b wird das
Leistungsteil 5 überbrückt, so daß das Relais 7 in Selbsthaltung
verharrt, bis der Hauptschalter 6 geöffnet wird.
Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in diskretem
Aufbau. Die Induktivität L und der Kondensator C1 bilden den Schwingkreis 2. Die Resonanzfrequenz des
Schwingkreises kann durch die Wahl des Kondensators C1 bestimmt werden. Der steile Resonanzanstieg der Tachospannung
um den Abschaltpunkt, begünstigt das Schaltverhalten
des nachfolgenden Schwellwertschalters 4. Die induzierte Tachospannung wird im Wandler 3 gleichgerichtet
und kann über den Spannungsteiler Rl und R2 eingestellt
werden. Der Widerstandswert, der am Widerstand R1 eingestellt wird, dient der Eliminierung von MotorStreuungen.
Das Maß für die Schwellwertspannung ist durch die Zenerdiode D2 angegeben. Die nachfolgende Verstärkerschaltung,
die durch den Transistor T2, die Widerstände R5 und R6
und den Kondensator C3 gebildet wird, zündet den Triac 5 bei Erreichen des Schwellwerts.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Im Prinzip besteht hier die Sicherheitseinrichtung
aus den gleichen Elementen wie beim vorgenannten Beispiel, über einen Tachogenerator 21, einen Resonanzschwingkreis
22, einen Gleichrichter 23 und einen einstellbaren Schwellwertschalter 24 erreicht das Abschaltsignal
einen Zündverstärker 31, der hier jedoch beim überschreiten der zulässigen Drehzahl ein Signal auf
einen Thyristor 25 gibt. Der Thyristor 25 wird leitend, das Potential am parallel liegenden Relais 27 fällt ab und
der Relaiskontakt 28 öffnet sich. Die Stromzufuhr für den Motor 30 ist unterbrochen. Der Stromfluß über den Hauptschalter
26 läuft nun über den Thyristor 25. Der Lastkreis bleibt so lange unterbrochen, bis der Hauptschalter 26
erneut eingeschaltet wird.
Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in diskretem
Aufbau und unterscheidet sich von dem in Fig. 2
dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Verstärkerschaltung
31 aus dem Transistor T2, den Widerständen R6 und R7 und dem Kondensator C3 besteht, die den
Zündimpuls für den Thyristor 25 liefert.
Ein Fachmann wird auch leicht erkennen können, daß bei
der hier dargestellten Lösung der Thyristor 25 durch eine Transistorschaltung ersetzt werden kann, mit der die
Stromversorgung für das Relais 27 kurzgeschlossen werden kann.
Die in den beiden Ausführungsbeispielen der Sicherheitseinrichtung dargestellten Schaltungen stellen eine preiswerte,
funktionssichere und leicht zu realisierende Ergänzung zu einer vorhandenen Regelelektronik 9, 29 im
Elektrowerkzeug dar. Sie bieten dem Bedienenden.beim
Ausfall der Regelelektronik Schutz vor den Gefahren einer unkontrolliert drehenden Maschine.
- Leerseite -
Claims (5)
- C. & E. PEIN GmbH & Co.StuttgartTXPU 23βPatentansprüche( 1.!sicherheitseinrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Werkzeug, das über einen Hauptschalter ver-fügt sowie eine Regelelektronik und einen Tachogenera- J\tor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Motor (10, 30) ein Relais (7, 27) angeordnet ist, das auf die Stromzufuhr des Motors (10, 30) über einen Relaiskontakt (8a, 28) einwirkt.
- 2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (7, 27) über einen Tachogenerator und eine daran anschließende Sicherheitsschaltung angesteuert ist.
- 3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sicherheitsschal-tung aus einem Resonanzschwingkreis (2), einem Gleichrichter (3), einem einstellbaren Schwellwertschalter (4), einem Zündverstärker (11) und einem Leistungsteil (5) ,der in Reihe zum Relais (7) geschaltet ist:,.besteht ■.
- 4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (7) über einen Relaiskontakt (8b) sich in Selbsthaltung schalten kann.
- 5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sicherheitsschaltung aus einem Resonanzschwingkreis (22), einem Gleichrichter (23), einem einstellbaren Schwellwertschalter (24), einem Zündverstärker (31) und einem, dem Relais (27) parallel geschalteten Thyristor (25) besteht.
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